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三大挑战:呼唤“血管系统”互联
谈到为何要构建全球能源互联网,刘振亚把能源比作经济社会的“血液”。
他指出,能源发展史是一部伴随人类社会进步的变革史。18世纪中期,煤炭取代薪柴,推动了近代工业建立和发展;19世纪中后期,石油开发和电的发明,催生了现代工业,化石能源成为主导能源。但化石能源大量开发利用,带来三大挑战:一是资源紧张。2014年,全球消费煤炭82亿吨、石油336亿桶、天然气3.5万亿立方米。按目前开采强度,全球煤炭、石油和天然气资源技术可开发量仅能再开采110年、53年和54年。二是环境污染。全球化石能源消费总量从1965年的51亿吨标准煤增加到2014年的159亿吨标准煤,在生产、运输、存储、使用各环节,对大气、水质、土壤、地貌等造成严重污染和破坏。三是气候变化。化石能源产生的二氧化碳占全球温室气体排放的57%,是气候变化的主要原因。“如果不有效控制能源碳排放,到本世纪末温升将超过4℃,导致冰川融化、海面上升、粮食减产、物种灭绝等灾害,严重威胁人类生存发展”。
自1995年第一届柏林气候大会和1997年《京都议定书》生效以来,为应对气候变化和环境污染,世界主要经济体持续谈判,采用碳定价、碳交易等方式试图解决问题。但实践证明,这条路举步维艰,全球二氧化碳排放总量仍以年均2%的速度增长。要实现2015年巴黎气候大会确定的“全球温升控制在2℃以内,并力争控制在1.5℃以内”的目标,根本出路是加快清洁能源发展,实施“两个替代”:即能源开发实施清洁替代,以清洁能源替代化石能源;能源消费实施电能替代,以电代煤、以电代油、电从远方来,来的是清洁发电,尽快摆脱化石能源依赖。
刘振亚分析,实施“两个替代”,关键是要大规模开发利用清洁能源。全球清洁能源资源分布不均衡,清洁能源资源富集地区大多远离负荷中心,相距数百到数千公里。适应清洁能源分布以及风电、太阳能发电随机性和间歇性特点,实现清洁能源的大规模开发利用,“必须构建以电为中心、具有全球配置能力的能源网络”。
这一分析也得到了中国工程院院士、中国电力科学研究院院长郭剑波的印证:从目前的资料分析看,清洁能源的利用范围越大,其波动性越小,平滑性越明显,利用效率也更高。他进一步解释,由于能源资源的天然特性,地理分布不均匀,新能源地域差异大,人类的生活作息又具有一定的时差效应,通过较大范围的能源资源优化配置可以实现全局性的互补和协调。“全球能源互联网由此应运而生”。
由此得出结论:电是最清洁高效的能源。清洁主导、电为中心是能源发展的必然趋势,有限且不可再生的化石能源将主要用于工业原料。供应侧,清洁能源必将替代化石能源;消费侧,电能可以替代各种终端能源。各类能源开发、转换、配置、使用的基本平台是电网,因此,“能源网的本质是电网,能源互联网必然是互联电网”。能源网、交通网、通信(信息)网是全球最重要的三大基础网络设施。经过多年建设,全球交通网、通信(信息)网已实现跨国跨洲互联,能源网必然向全球互联方向发展,即全球能源互联网。“全球能源互联网就像人的‘血管系统’,信息互联网就像‘神经系统’,‘神经系统’已经互联,‘血管系统’也一定能够互联”。
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